前言

为什么写这本书

2019年4月，我应《民主与科学》杂志社邀请撰写了《新世界的崛起和意义——区块链定义的虚拟世界》一文，文中提到：“我们有幸身处两个平行世界将要交相辉映的历史性时刻，一个是我们熟悉的物理世界，它不会消亡、也不会萎缩；另一个是混沌初起的虚拟世界，它向我们走来，但还模模糊糊。如果你愿意，可以拒绝进入虚拟世界，但你的生活会有许多不便；2025年之后出生的人，会觉得虚拟世界的一切是那么自然和熟悉。”今天看来，这个区块链定义的虚拟世界，就是时下大热的元宇宙了。

从2021年6月到2022年2月，中国市场上出现了很多元宇宙的文章和书籍，我自己就购买了近10本，每一本都对我有不少启发，都对国内元宇宙的普及做出了不小的贡献。但是，比较遗憾的是，详细讲解元宇宙技术，尤其是剖析元宇宙自身该如何构建，构建过程中需要用到哪些技术，以及详细阐述技术的原理、分类、适用场景、未来趋势的书籍几乎没有，有些书籍仅用一个章节的篇幅进行了概括性的介绍。在我看来，这远远不够，因为构建理想的元宇宙是一项宏伟的工程，宛若建设一座巨大的“通天塔”。对于体验的用户而言，到达塔顶有哪些道路？如此庞大的建筑需要利用许多个脚手架，对于构建元宇宙的架构师、工程师以及潜在从业者而言，脚手架该如何搭建？他们各自对哪块感兴趣？分别适合做具体哪一部分的工作？

凡此种种，都需要有相关的领域专家来拨云见雾。通过对技术原理、方案、场景、商业价值和机会、未来趋势的分析，引导看好元宇宙发展的潜在力量。毫无疑问，技术是元宇宙“脚手架”中最重要的部分，而且不是单一技术，是技术集群，每个技术背后都有着各自对应的庞大的产业链。

目前，大家基本达成共识，都认为元宇宙是下一代互联网，是一个虚实融合的数字新世界，有别于以往的数字世界，它会有不同的技术侧重或者技术组合。要把构建元宇宙的技术全部讲清楚，其实不是一件容易的事情，因为很难找到既对VR/AR，又对区块链、影视、游戏、治理技术都了解的人，能够跨越四个以上类别技术的专家非常罕见。因此由少数人来撰写元宇宙技术的书籍往往难以深入，从我购买的书籍就可以看出。例如，有本元宇宙的书籍提到VR/AR的国内市场规模，采用了第三方咨询机构的数据，然而根据领域内专家的判断，这个数据和实际情况差距较大。还有涉及具体细分，如计算、存储、网络、AI等，如果没有在这个领域深耕十年以上，对技术细节和趋势则较难精准剖析。例如元宇宙的七层结构中，空间计算层位于去中心化层的上方，是不是意味着3D引擎等工具需要运行在去中心化平台之上？

因此，在元宇宙产业委的鼓励下，李安民联席主任委员、李晖常务副主任委员、岑志科董事长、何超秘书长和我萌生了组织各个领域、行业的顶尖专家一起来撰写一本元宇宙技术方面的书籍的想法。这个过程漫长而艰难，在搭好框架（即分成地基性技术、支柱性技术两大类，加上元宇宙的集成应用的剖析）后，我们先后向四十多人发出了邀请，例如关于交互与展示的技术，我们曾先后与三位脑机接口方面的专家沟通。可惜因为时间、精力等方面的制约，不少人未能参与。感谢一直陪伴着我们走到最终的写作团队的所有老师们，是他们让这本书成为可能。高兴的是，本书最终能够以一个较为完整的框架呈现，并且每个细分领域都有国内顶尖的相关专家参与撰写，例如迟小羽、甄琦、刘佳玉、蔡恒进、高承实等十几位老师。

我们认为，通往“塔顶”的道路有多条，如交互与展示（多维互联网）、区块链、游戏、数字孪生等。虽然路径不同，但未来殊途同归，将逐渐在靠近塔顶的位置相遇。然而现在还处于元宇宙的早期阶段，建议以包容的心态，可将当前的一些结合了两个或两个以上元宇宙道路相关技术的产品或形态，视为元宇宙应用类产品的雏形。

本书的特色

本书是国内第一本全面剖析元宇宙技术原理、生态和趋势的书籍。本书开篇探讨了元宇宙是什么、为什么会出现元宇宙、未来会发展成什么样这三大问题，同时重点拆解和剖析了元宇宙相关技术的构成，分享了技术的原理、场景、方案、案例及未来发展的趋势，是了解元宇宙技术的指南。第二、第三、第四篇分别介绍了：

（1）元宇宙五大地基性技术，包括计算、存储、网络、系统安全和AI。

（2）元宇宙五大支柱性技术，包括交互与展示，物理人借此技术进入元宇宙，操控和管理数字人，感知虚拟世界并产生互动；数字孪生与数字原生，借此技术创建的物体和场所是数字人所需的物品和栖身之地，并反过来影响现实世界；创建身份系统与经济系统，借此技术数字人能够自由地出入不同场所并进行购物、享受服务，并完成交易；内容创作，用来确保数字人有丰富的体验；治理技术，共识、规则、法律相关的治理变得日益重要，因为会有越来越多的人加入其中。

实际上，这些技术就是实现先把现实世界的人、物、场、事件，映射到虚拟世界里，并在虚拟世界里原生出更丰富的场景，使得有着数千、万、亿的数字人共同在这个虚拟世界里生活、工作、社交和体验。

（3）元宇宙技术的应用及畅想，这一章的五篇文章分享了十几个元宇宙技术的集成应用案例，并畅想了不久的未来元宇宙可能落地的形态。

本书的结尾篇是讲元宇宙的终极目标，论述了元宇宙的未来是意识构建的智慧地球，与开篇呼应。这一篇从意识和认知主体的角度切入，揭秘个体与元宇宙的关系，探讨智慧地球的构建。

当然，组织和撰写这样的书籍，限于我们的水平和能力，以及技术本身还处于早期的探索阶段，会有许多不尽如人意的地方。我们希望借此抛砖引玉，给读者们启发，甚至激发更权威的专家投入时间，来做元宇宙技术的相关普及和推动工作。需要说明的是，作为组织者，我们对每一个章节都做了一些修改，不足之处我们也有责任。

感谢高效能服务器和存储技术国家重点实验室、浪潮信息的关注和支持；感谢元宇宙产业委秘书长团队、会员单位、委员们，特别是何超秘书长，催生了这个机缘。

感谢王恩东院士、倪光南院士、沈昌祥院士、郑纬民院士、朱嘉明老师、肖风董事长、倪健中会长、姚前局长、李正茂总经理、敖然秘书长、佟世天董事长在百忙之中为本书撰写了序言和推荐语；感谢其他撰写推荐语的老师和专家们；感谢中译出版社乔卫兵社长，一锤定音，给本书取了具有鲜明特色的书名；感谢出版社的于宇、朱小兰、田玉肖等编辑老师，他们为这本书的出版付出了艰辛的努力。感谢为本书出谋划策的朋友们，他们有胡雷钧、黄家明、彭犀帧、陈屹力、王东临、郑信武、张妮娜、周苏岳、邢杰、杨永强、黄敏、余鹏、鲁照旺、洪蜀宁、张爽、袁洪哲、李延凯、袁野、段世宁、苏书明、杨勇、张国强、鲁璐、司杰慧等老师或专家。

最后，感谢我的爱人、孩子，以及父母和岳父母！

叶毓睿
高效能服务器和存储技术国家重点实验室首席研究员
元宇宙产业委联席秘书长